هل تكنلوجية متثبتات الماء علاج لشح المياه في الزراعة

 

هل تكنلوجية متثبتات الماء علاج لشح المياه في الزراعة

الدكتور الحسن اشباني

مدير البحث بالمعهد الوطني للبحث الزراعي

 

ندرة المياه مشكلة عالمية: يعد توافر المياه في المناطق القاحلة وشبه القاحلة، أحد أهم العوامل التي تحد من نمو النبات وإنتاج الغذاء.وفي العالم الزراعي، يعد استخدام المياه لسقي المحاصيل أمرًا بالغ الأهمية في بعض مناطق العالم المتأثرة بالجفاف، مثل المغرب. في هذه البلدان، يتم تشجيع البحث والتطوير للطرق المبتكرة لزراعة المحاصيل عن طريق تحسين كمية المياه المستخدمة بشكل خاص. من بين الحلول الفعالة، ندكر استخدام ما يصلح عليه متثبتات الماء  (Hydro-rétenteurs).

وهده المثبطات الماء عبارة عن كرات صغيرة مصنوعة من غشاء بوليمر صناعي، لها خاصية الاحتفاظ بالماء بمقدار يصل عدة مرات كتلتها

عن طريق الانتفاخ عند ملامستها للماء او  للمطر. هذه الكرات عبارة عن جسيمات ذات قطر متغير بين 3 مم و 10 مم حسب المنتج والمورد.

ظهرت البوليمرات التي تحتفظ بالماء في حياتنا اليومية في نهاية الثمانينيات بفضل خصائص امتصاصها وكفاءتها الاستثنائية. تستخدم في مجالات متنوعة مثل النظافة (حفاضات ومناديل صحية)، وتصنيع الثلج الاصطناعي، ومستحضرات التجميل أو عزل كابلات الاتصالات، ودخل استخدام هذه المواد فضاء البستنة والزراعة. فهي قادرة على امتصاص الماء السائل 100 إلى 500 مرة من كتلتها.

مبدأ تشغيل مثبتات الماء: تحتوي مثبتات الماء على جدار بوليمر شبه نافذ يسمح للماء بالدخول إلى الكرة بسهولة، ثم ينتشر الماء بسرعة بطيئة للغاية وبكميات صغيرة في البيئة المحيطة. في النهاية ، من الواضح أن كمية المياه المفيدة التي تم استخدامها بالفعل لتغذية النبات قد تم تحسينها إلى حد كبير، وأن مياه الري أفضل بكثير ويتم استخدامها بكفاءة أكبر. تحتوي البلورات التي تحتفظ بالماء أيضًا على أملاح معدنية ومواد تسميد والتي تمد للنبات بشكل بطيء أيضا و وفق حاجياتها.

متانة المنتج وقابليته للتحلل الحيوي: حسب المنتجين، ان مثبتات الماء لها عمر افتراضي يصل إلى 5 سنوات تقريبًا، انطلاقا من كون البكتيريا الموجودة في التربة ستقوم بتحلل تقريبًا 20٪ من المنتج سنويًا، أي بعد 3 سنوات ، سيبقى 40٪ فقط من مثبتات الماء. خلال فترة حياتها ، يمكن لمواد التثبيت المائي أن تعبأ وتصرف إلى أجل غير مسمى.

الإيجابيات و السلبيات : مزايا مثبتات الماء عديدة، فهي تتيح توفير ما لا يقل عن 50٪ من مدخلات المياه، وتحد من خسائر التبخر والترشيح للأسمدة التي تتسرب إلى التربة، وتحد من تسرب النترات والتلوث الكيميائي للمياه الجوفية، وتحارب التصحر. اما ما يتعلق بتطوير المحاصيل، فإنها تقلل من الإجهاد المائي و من نقص المغذيات في النباتات، وتضخم نمو كتل الجذور، مما يسمح بمقاومة أفضل للأخطار المناخية. فالنبات الأكثر نشاطا و صحة يصبح  أكثر مقاومة للأمراض، مما يؤدي بالتأكيد إلى انخفاض بنحو 30٪ في مدخلات الأسمدة و في علاجات الخاصة بالصحة النباتية.

السلبيات: ربما يكون الجانب السلبي الوحيد هو التكلفة الباهظة للكيلوجرام من البلورات والتي تتراوح ما بين 250 إلى 300 درهم لمدة تتراوح من 3 إلى 5 سنوات.

من بين مثبتات الماء المستخدمة، نود أن نتناول أحدها ؛ و المسمى واطرهوب “Water-Hope” الذي، حسب مخترعيه ، يمكن أن يكون حلاً علاجيًا ووقائيًا لمشكلة الإجهاد المائي وضعف نمو النبات. يمكن تلخيص الخصائص الرئيسية لـلواطرهوب ” Water-Hope ” على النحو التالي: 1) زيادة في قدرة الاحتفاظ بالمياه وتوافرها (القضاء على الإجهاد المائي وتوفير المياه) ، 2) زيادة مسامية التربة (تهوية أفضل وتسلل أفضل للمياه إلى التربة) و 3) زيادة توافر المغذيات من خلال توفير حمولة بداية من الأسمدة وامتصاص مغذيات التربة (نمو أفضل للنباتات).

التركيب الكيميائي والتصنيع:

يتكون الواطرهوب ” Water-Hope ” من أحدث جيل من البوليمرات المتجانسة فائقة الامتصاص (SAP)، والتي تتكون حصريًا من حمض الأكريليك ” acide acrylique ” والمتحايد جزئيًا بملح البوتاسيوم.

يحتوي Water-Hope على سماد خاص مغلف في حبيباته، وهو مصمم لمساعدة النبات على تحقيق التوازن بين التغذية والنمو. هذا السماد الاولي (N5.5الازوت٪ ، Pالفسفور8٪ ، K البوطاس7٪) مبرمج للعمل مباشرة على النبات بحيث يأخذ هذا الأخير العناصر الغذائية التي يحتاجها في كل مرحلة من مراحل تطوره. وتتصرف هذه الشحنة التي يضمها الواطرهوب من السماد المعدني مثل الأسمدة الكيماوية العضوية التي، من خلال الاستفادة من الآلية الخلوية للنباتات، تتكاثر وتنقل إليها العناصر الغذائية اللازمة للنمو المتناغم للنباتات. وتجدر الإشارة إلى أن المثبتات الماء لا تحل محل التسميد المعقلن ولكنه يسمح باستخدام السماد بشكل يعد أكثر كفاءة للنباتات.

فيما يتعلق بالسموم البيئية: وفقًا لمخترعيها، فإن مثبتات الماء “Water-Hope” غير ضارة بصحة الإنسان أو الحيوان والنباتات والأحياء الدقيقة في التربة. انها خالية من مادة الأكريلاميد ولا تلوث لا التربة و لا المياه السطحية أو الجوفية. يتحلل بيولوجيًا ويندمج تمامًا في الجزء الدبالي من التربة. يحدث هذا التحلل ببطء (من السنة السادسة على مدى عامين) بوسائل ميكانيكية وفطرية وفطرية وبكتيرية.

آلية التشغيل لمثبتات الماء Water-Hope:

تعتمد آليات العمل التي تحفز الانتفاخ واحتباس الماء على العديد من الإجراءات المندمجة مثل العمل الشعري ، والضغط الاسموزي، والتنافر الكهروستاتيكي من خلال قطبية متطابقة، والجذب الكهروستاتيكي عن طريق القطبية المعاكسة بسبب الخاصية ثنائية القطب لمتثبتات الماء.

بالنسبة للعمل الشعري، ستمتص القنوات المجهرية لكل حبيبة من الواطرهوب الماء وتنتفخ حتى تصل 300  ضعف حجمها الأصلي. تشارك آلية العمل الشعري هذه في وظيفة تخزين متثبتات الماء الواطرهوب Water-Hope

بالنسبة للضغط الاسموزي ، ينجذب الماء إلى متثبتات الماء ولكنه لم يعد قادرًا على الهجرة منه إلى منطقة المنشأ ويصبح بذلك الماء محاصرا. يتم إرخاء سلسلة بوليمر الحبوب الجافة من الواطرهوب بواسطة الماء لتشكيل هيدروجيل: سوف تمتص الحبوب الجافة هذا الماء عن طريق العمل الشعري وتبدأ في التوسع عن طريق الضغط الاسموزي.

التأثيرات على العناصر المعدنية للتربة:

شجرتان من الرمان واحدة على اليمين بلا الواطيرهوب و التي على اليسار وضع المنتوج في محيط جدورها

يزيد الواطرهوب من توافر المعادن اللازمة لنمو النبات ويعمل كمبادل أيوني في التربة والركازات. إنه قادر على القيام بشحن بعض العناصر الغذائية المفيدة للنباتات عن طريق استبدال الكاتيونات الخاصة به (البوتاسيوم) ضد الكاتيونات الخارجية (الأمونيوم والكالسيوم والمغنيسيوم …). بفضل خاصية التبادل الكاتيوني، يصبح إمداد النباتات بالمغذيات أكثر انتظامًا. وبالتالي فإن هذه الخاصية تعمل على تحسين كفاءة استخدام الأسمدة في هذا الشكل الأيوني ، وتقلل من ترشيح بعض العناصر الغذائية للتربة و من التلوث بالأسمدة ، وبالتالي انخفاض اكيد في مدخلات الأسمدة (الاقتصاد المالي).

التأثيرات على بنية التربة: يزيد هذا المنتج من احتباس الماء في التربة. بجرعة متوسطة تبلغ 3 جرام من الواطرهوب لكل لتر من التربة المفيدة ، تظل التربة رطبة ضعف المدة الزمنية  في التربة بدونه. تتراوح سعة تخزين هذه الجرامات الثلاثة من الواطرهوب بين 600 و 900 جرام من الماء. يزيد من مسامية ونفاذية التربة وبفضل عمله الميكانيكي (الانتفاخ والتفريغ) يتم فك ضغط التربة. ستعمل المساحات المتبقية خلال هذه الظواهر على تحسين نفاذية التربة مما يجعل الميا  تتسرب بسهولة أكبر.

يحد الواطرهوب من تآكل التربة بالماء:

بفضل نفاذية التربة الأحسن ، سيتسرب الماء بسرعة أكبر ويكون تأثير تآكل السطح أقل بكثير، يتم الحفاظ على الجزء الدبالي السطحي وتساهم هذه المادة الدبالية في تحسين خصوبة التربة.

التأثيرات على إنتاجية النبات:

للواطرهوب تأثير إيجابي قوي على معدل نمو النبات والانتاجية وجودة المحاصيل.

التأثيرات على نظام الجذر:

يتم تحفيز تطوير نظام الجذر من خلال العمل المستهدف للأسمدة المدمجة في الواطرهوب (تسريع تبادلات النبات مع التربة والهواء)، ولتوافر أفضل للمياه وللمغذيات الاخرى ولهيكل تربة أكثر ملاءمة يسهل اختراقه. لا تمتص حبيبات هذا المنتوج الماء من النباتات التي لها الحق فقط من امتصاصه من الحبيبات.

في مقال العدد المقبل سنتكلم عن مجالات التطبيق و الأصناف النباتية المعنية و الدول التي تم تجربته فيه مما فيه بلدنا المغرب.

يتبع

التعليقات مغلقة.